Fräsen ist ein entscheidender CNC-Prozess, bei dem mehrschneidige Fräser zum Materialabtrag eingesetzt werden, um Objekte unterschiedlicher Form präzise herzustellen. Fräsen Prozesse, die in der Fertigung von wesentlicher Bedeutung sind, können basierend auf der Ausrichtung des Fräsers kategorisiert werden, z. B. Planfräsen, Schaftfräsen, Gewindefräsen, Winkelfräsen, Eckfräsen und andere Arten, die jeweils ihre eigenen Fähigkeiten und speziellen Anwendungen haben.
Übersicht über Arten von Mahlprozessen
Das Fräsen ist eine der Schlüsseloperationen in der heutigen maschinellen Bearbeitung, die verschiedene Aktivitäten umfasst, bei denen Experten Werkstücke formen, indem sie die Materialien aus ihnen entfernen. Die Klassifizierung durch Fräsen unterteilt sich oft in die horizontale und vertikale Positionierung des Fräsers, um Basisansätze zu bilden, die sie ermöglichen um Werkstücke in zahlreichen Designs zu formen.
Die in diesem Artikel hauptsächlich behandelten Fräsvorgänge sind die folgenden:
- Planfräsen
- Schaftfräsen
- Gewindefräsen
- Winkelfräsen
- Schulterfräsen
1. Planfräsen: Techniken und Anwendungen
Planfräsen ist eine entscheidende Technik in der modernen Fertigung, die für ihre Fähigkeit bekannt ist, perfekt ebene Oberflächen zu erzeugen. Ein Planfräser hat eine Achse senkrecht zum Werkstück und trägt in einer Reihe von Schnitten schnell Material ab, wodurch eine glatte Oberfläche entsteht. Dieser Produktionsvorgang ist für Hochpräzisionssektoren wie Luft- und Raumfahrt und Automobilindustrie erforderlich, in denen große Bereiche gleichmäßig gefräst werden müssen.
Die Anwendungen des Planfräsens sind vielfältig und lassen sich in mehrere Hauptbereiche unterteilen:
2.Schwere Materialentfernung: Aufgrund konstruktiver Faktoren ermöglicht dieser Fräsertyp die schnelle Entfernung großer Materialmengen, meist als erster Schritt, wenn Guss- oder Schmiedeteile bearbeitet werden müssen.
3. Fertigstellung: Die letzte Endbearbeitung eines Teils kann durch Planfräsen mit geeigneten Werkzeugen durchgeführt werden, um sehr feine Oberflächen zu erzielen, wodurch jeglicher weitere Schleif- oder Bearbeitungsaufwand entfällt.
4. Werkzeug- und Formenbau: Genauigkeit und Oberflächenbeschaffenheit werden im Werkzeug- und Formenbau immer wichtiger. Eine Verwendung hier ist das Planschneiden mit Fliegenschnitt, um die Matrize oder Gussform auf ihre endgültigen Abmessungen und Oberflächenbeschaffenheit zu bringen.
5. Luft- und Raumfahrt und Automobil: In diesen Bereichen wird Planfräsen eingesetzt, um große ebene Flächen an Karosserieteilen und Rahmen zu erzeugen, bei denen es auf Genauigkeit und Festigkeit ankommt.
Trotz der lobenswerten Oberflächenqualität und der schnellen Produktionsrate gibt es einige erwähnenswerte Herausforderungen. Ein weiterer Nachteil des Planfräsens sind die oft hohen Werkzeugkosten, insbesondere wenn es sich um spezielle oder kleine Bearbeitungsaufgaben handelt. Dennoch bleibt es ein unverzichtbarer Halbleiterfertigungsprozess für jene Hersteller, die Wert auf Effizienz und Präzision bei ihren Bearbeitungsaktivitäten legen.
2. Schaftfräsen
Beim Schaftfräsen handelt es sich um eine CNC-Bearbeitungsmethode, bei der an der Spitze und der Umfangsfläche eines Schaftfräsers geschnitten wird. Im Gegensatz zum Planfräsen, bei dem die Stirnfläche des Werkzeugs bearbeitet wird, wird beim Schaftfräsen die Spitze des Fräsers verwendet, um ein Werkstück zu schneiden oder zu formen. Mit dem Verfahren können sowohl Schlitze, Taschen als auch komplexe Konturen hergestellt werden.
Einige Beispiele für Anwendungen beim Schaftfräsen sind:
1. Schlitzen: Dies ist eine der häufigsten Anwendungen für Schaftfräser, bei der Schlitze mit unterschiedlichen Formen und Größen erstellt werden.
2. Einstecken: Es funktioniert auch sehr gut, wenn Abschnitte innerhalb eines Werkstücks ausgehöhlt werden, um Taschen oder Aussparungen zu schaffen.
3.Profilierung: Auch Profilierungsvorgänge nutzen diesen Prozess, bei dem Schneidkanten am Umfang die äußere Form des herzustellenden Teils definieren.
4.Konturierung: Die Fähigkeit des Schaftfräsens, sich entlang komplizierter Pfade zu bewegen, ermöglicht die Herstellung äußerst komplizierter Konturen und feiner Details in Werkstücken.
5. Bohren und Tauchen: Obwohl das Bohren nicht sein Hauptzweck ist, können Schaftfräser leicht so weit in das Material eindringen, dass ein Ausgangsloch für andere Fräsvorgänge entsteht.
3. Gewindefräsen
Unter Gewindefräsen versteht man das Verfahren, bei dem mit Spezialmaschinen Gewinde in einem Loch oder um den Außenteil eines Zylinders hergestellt werden. Dabei werden Gewindefräser – eine Art rotierender Mehrpunktschneider – eingesetzt, um ein genaues Gewindemuster auf/zirkulär um die zu untersuchenden Rohlingsproben zu erzeugen. Das Gewindefräsen ist anpassungsfähig hinsichtlich der Herstellung von Innen- oder Außengewinden, geraden oder konischen Gewinden und sogar mehreren Gewinden auf einem Werkzeug mit verschiedenen Durchmessern.
Da diese Schraubenlinie mit jeder einzelnen Drehung um 360 Grad ansteigt oder abfällt, entsteht innerhalb einer Umdrehung ein vollständiges Gewinde, das nur erreicht werden kann, wenn der Gewindefräser entsprechend nach oben/unten bewegt wird. Anders als beim Gewindeschneiden, wenn Sie Löcher mit einer bestimmten Größe in Ihre Werkstücke bohren müssen. Daher ist das Gewindefräsen flexibler, da mit einem Werkzeug Gewinde mit verschiedenen Durchmessern und Steigungen erzeugt werden können. Darüber hinaus ermöglicht dieser Prozess Anpassungen hinsichtlich Toleranzen, Gewindepassung und Materialabweichungen.
Arten von Gewinden, die gefräst werden können
Gewindefräsen ist ein präzises und vielseitiges Verfahren, das in der CNC-Bearbeitung zur Entwicklung von Gewindeteilen eingesetzt wird. Es ist bekannt für seine Genauigkeit sowie die Fähigkeit, ein breites Spektrum an Gewindeformen zu formen, darunter:
Interne Threads: Gewindefräser sind in der Lage, präzise und polierte Innengewinde herzustellen, die typischerweise in Muttern, Bohrungen und anderen Innengewindeanwendungen verwendet werden.
Externale Threads: Darüber hinaus erzeugt das Gewindefräsen exakte Außengewinde an Bolzen, Wellen sowie anderen zylindrischen Bauteilen.
Gerade Gewinde: Die übliche Gewindeart, die in den meisten Befestigungsanwendungen verwendet wird und über ihre gesamte Länge ähnliche Durchmesser aufweist.
Konische Gewinde: Der Durchmesser dieser Gewinde verringert sich über die Länge und kann mit speziellen Gewindefräsern bearbeitet werden; Sie sind bei Rohrverbindungsstücken üblich.
Rechtsgewinde: Dies ist der beliebteste Typ, bei dem die Anzugsrichtung im Uhrzeigersinn erfolgt.
Linkshänder-Threads: Sie werden nicht häufig verwendet, da sie gegen den Uhrzeigersinn festgezogen werden, insbesondere wenn es darum geht, eine Drehung oder Krafteinwirkung zu verhindern, die dazu führen kann, dass Rechtsgewinde aufgrund einer lockeren Drehrichtung oder Krafteinwirkung verloren gehen.
Feine und grobe Gewinde – Je nachdem, wie dicht oder weit voneinander entfernt die Gewinde für eine bestimmte Anwendung sein müssen, können mit Gewindefräsern entweder feine (eng beieinander liegende) oder grobe (weit beieinander liegende) Gewinde geschnitten werden.
Mehrgängige Gewinde – Es enthält zwei oder mehr ineinander verschlungene, parallel laufende Bänder, was einen schnelleren Gewindeeingriff ermöglicht.
Bitte beachten Sie, dass dies nur einige gängige Thread-Typen sind und in tatsächlichen Anwendungen möglicherweise speziellere Thread-Typen beteiligt sind. Weitere Thread-Informationen finden Sie unter Versammlung der IFI-8-Standards.
Vorteile des Gewindefräsens gegenüber herkömmlichen Gewindeschneidmethoden
Vielseitigkeit: Mit einem Werkzeug können unterschiedliche Gewindegrößen und -typen hergestellt werden, wodurch viele Gewindebohrer oder Schneideisen entfallen.
Qualität und Stärke: Beim Gewindefräsen entstehen in der Regel Gewinde, die hinsichtlich Festigkeit, Maßhaltigkeit und Oberflächengüte von höchster Qualität sind.
Kein Bruchrisiko: Im Gegensatz zu Gewindebohrern brechen Gewindefräser nicht im Inneren des Werkstücks, da die Wahrscheinlichkeit, dass sie abbrechen, geringer ist. Dies liegt an ihrer Konstruktion, die die Last verteilt, sodass sie sich während der Bearbeitung nicht auf eine Stelle konzentriert.
Verstellbarkeit: Beim Gewindefräsen ist die Anpassung an unterschiedliche Toleranzen einfach und bietet so eine bessere Kontrolle über die endgültigen Gewindeabmessungen.
Gratfrei: Das verwendete Fräsverfahren hinterlässt in der Regel eine saubere, glatte Oberfläche auf den Gewinden, sodass keine Nachbearbeitung erforderlich ist.
Einfädeln nach unten: Andererseits benötigen Gewindefräser am Ende keinen zusätzlichen Freiraum; Sie können verwendet werden, um Gewinde näher an den Grund der Sacklöcher zu bringen, wohingegen Gewindebohrer an dieser Stelle ein gewisses Maß an Spiel erfordern würden.
Verbesserte Standzeit: Im Vergleich zu Gewindebohrern halten Gewindefräser länger, da die Schnittlast auf mehrere Zahnblätter verteilt ist, die bei Abstumpfung umgeformt oder ausgetauscht werden können.
Besser für schwierige Materialien: Bei harten oder spröden Materialien, bei denen das Gewindeschneiden zu aggressiv ist, sorgt das Gewindefräsen für eine weniger starke Schneidwirkung und verringert so die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung.
4 . Winkelfräsen
Unter den verschiedenen Aspekten der CNC-Bearbeitung ist das Winkelfräsen ein sehr präziser Ansatz zur Herstellung spezifischer Fasen und besonderer Winkelmerkmale an Bauteilen. Mit diesem Verfahren können Fasen und komplexe Winkelprofile erzielt werden, da dies für Teile mit schrägen Oberflächen oder Winkelschnitten wie Halterungen und Zahnräder von entscheidender Bedeutung ist.
Aufgrund seiner Fähigkeit, sowohl aerodynamische Formen als auch solche zu erzeugen, die eine Montage in bestimmten Winkeln erfordern, ist es besonders in der Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie sehr gefragt. Es ist bekannt, dass das Winkelfräsen eine hohe Präzision aufweist, die bei der Bearbeitung komplizierter Designs, die eine hervorragende handwerkliche Qualität erfordern, unbedingt erforderlich ist.
Diese Fräse zeichnet sich durch die Reduzierung manueller Eingriffe und möglicher Fehler im Zusammenhang mit der komplexen Winkelbearbeitung aus. Fortschrittliche CNC-Technologie (Computer Numerical Control) sorgt für schnellere Produktionszeiten, ohne die Genauigkeit der Schnitte zu beeinträchtigen. Die Entscheidung für das Winkelfräsen garantiert ein komplexes Finish mit unvergleichlichen Details am Endprodukt.
5 . Schulterfräsen
Das Schulterfräsen ist ein entscheidender Vorgang bei den verschiedenen Formen des Fräsens, der korrekte Winkelkanten an zusammengebauten Bauteilen erzeugt. Es wird häufig in Branchen wie der Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie zur Herstellung von Merkmalen wie Zahnradnuten mit CNC-Bearbeitung verwendet, die eine hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit bieten.
Bei dieser Methode ist Vielfalt die Stärke; Es kann mit vielen Materialien arbeiten und so komplizierte Profile von Teilen erstellen, die strengen technischen Spezifikationen unterliegen. Das Schulterfräsen ist in der Produktion immer noch wichtig, da es scharfe, saubere Kanten für eine hervorragende Endbearbeitung des Produkts liefert.
Vergleich verschiedener Arten von Fräsverfahren
Jeder Fräsprozess hat seine einzigartigen Eigenschaften, die ihn für bestimmte Fertigungsszenarien besser geeignet machen.
| Merkmal | Schaftfräsen | Planfräsen | Gewindefräsen | Winkelfräsen | Schulterfräsen |
|---|---|---|---|---|---|
| Schneidaktion | Spitze und Peripherie | Gesicht des Fräsers | Spiralförmige Schneide | Fräser schräg gestellt | Umfangsschneiden mit quadratischer Schulterbearbeitung |
| Anwendungen | Schlitze, Taschen, komplexe Konturen und feine Details | Flache Oberflächen, hochwertige Verarbeitung, schweres Material | Präzise Gewinde, innen und außen | Fasen, Abschrägungen, konische Merkmale | Stufenmerkmale, eckige Schlitze und feine Kanten |
| Materialentfernung | Moderat bis hoch | Hoch | Je nach Fadengröße gering bis mäßig | Moderat | Moderat bis hoch |
| Farbe | Variiert je nach Werkzeug von grob bis fein | Typischerweise sehr fein und glatt | Saubere, präzise Gewinde | Saubere Winkelschnitte erfordern normalerweise eine Nachbearbeitung | Präzise, gerade Kanten mit guter Oberflächengüte |
| Flexibilität | Sehr vielseitig für verschiedene Formen | Beschränkt auf ebene Flächen | Nur auf Gewinde spezialisiert | Beschränkt auf abgewinkelte Merkmale | Gut für 90-Grad-Kanten und komplexe Profile |
| Aufbauen | Komplex durch multidirektionales Schneiden | Einfachere Einrichtung, da größtenteils planares Schneiden | Spezialisiertes Setup für Threads | Erfordert eine präzise Winkeleinstellung | Komplex aufgrund der Notwendigkeit einer präzisen Kantenausrichtung |
Fazit
Der Artikel hat uns bisher gezeigt, dass Fräsen groß und komplex ist. Es umfasst viele verschiedene Fräsarten, von denen jede ihre eigene Anwendung und Vorteile hat. Vom klassischen Planfräsen und Schaftfräsen bis hin zur Genauigkeit des Gewindefräsens oder der Anpassungsfähigkeit des Eckfräsens – die moderne Fertigung verlässt sich bei der Herstellung von Teilen in verschiedenen Branchen auf sie.
